基于微課的《測量平差基礎》翻轉課堂教學模式研究

孫 杰，賴祖龍

（1.中國地質大學（武漢）信息工程學院，湖武漢 430074）

基于微課的《測量平差基礎》翻轉課堂教學模式研究

孫 杰1，賴祖龍1

《測量平差基礎》是測繪專業(yè)的核心基礎課程，該課程內容抽象、理論性較強、公式繁多，學生理解起來比較困難，課程難度和教學方法的不足導致學生很難學好這門課程。將基于微課的翻轉課堂教學模式引入《測量平差基礎》教學，可以提高學生的興趣、減少課堂講授時間、增加課堂互動、強化重難點知識、提高教學質量。

翻轉課堂；測量平差基礎；微課；教學模式

《測量平差基礎》是測繪類學科的專業(yè)必修課程,學好這門課程可為后續(xù)的測繪專業(yè)知識體系打下堅實的理論基礎。但是，《測量平差基礎》內容抽象、理論性較強、公式繁多，學生理解起來比較困難，課程自身的難度和教學方法的不足導致多數(shù)學生很難學好這門課程。如何設計合適的教學模式，提高該課程的教學質量，一直都是測繪學科教學改革關注的重點[1]。

翻轉課堂是近年來逐漸興起的一種教學模式，能夠給師生更多的交互時間，但是課前教育缺乏針對性。微課針對性強、授課形式豐富。將微課的優(yōu)勢應用于翻轉課堂，可提高學生學習的主動性與自主學習能力，也使教師有更多時間組織課堂教學。為了探索《測量平差基礎》課程的教學新方法，提高該課程的教學水平，幫助學生學好這門課程，本文首先闡述了翻轉課堂和微課的概念與基本特征，然后通過分析《測量平差基礎》課程的教學內容、現(xiàn)有的手段與不足，設計了基于微課的《測量平差基礎》翻轉課堂教學模式。

1 翻轉課堂與微課

1.1 翻轉課堂定義與特征

2011年，薩爾曼·可汗在Technology Entertainment Design大會上的演講報告中提到了一種新的教學方式——“翻轉課堂（flipped class-room）”[2]。在這種教學方式下，學生可在家觀看可汗學院的數(shù)學教學視頻并完成相關作業(yè)，對于視頻中的難點和作業(yè)中遇到的問題可及時在課堂上和老師同學交流討論。翻轉課堂具有以下特征：

1）教學角色換位，學生成為教學過程的主要執(zhí)行者，教師成為學生學習過程的指導者、輔助者。

2）交流評價及時，師生間能及時針對某一問題進行交流反饋。

3）教學目標升級，翻轉課堂以教學過程為重心，以學生的情感、態(tài)度與價值觀為最終目標。教學過程中著重采用討論、探究的方法，這些方法能夠聚焦于難點，促進學生思考、交流，使學生的思維空間變得多維化，從而培養(yǎng)其情感、態(tài)度與價值觀。

1.2 微課定義與特征

隨著微博、微信等互聯(lián)網(wǎng)詞匯的出現(xiàn)，出現(xiàn)了“微課”的概念，即以短小的視頻為教學載體，按照課程大綱和教學目標[3]，針對某個知識點進行設計，記載教師和學生在課堂內外開展教學活動的過程。微課的主要特點有：

1）教學時間較短，視頻素材是微課課前教學的核心部分，考慮到學習者的注意力集中時間，每個微課時間不宜過長。

2）主題突出，“微課”針對某一知識點進行設計，盡量突出主題。

3）滿足自主學習、移動學習的需求。

4）反饋及時，學生能夠及時地將問題向老師進行反饋。

2 《測量平差基礎》教學內容與現(xiàn)狀

2.1 課程內容

《測量平差基礎》的主要內容是對一系列帶有觀測誤差的觀測值進行處理，求出觀測值的最或然值，并對結果進行精度評定[4]。課程具體包括：

1）測量平差基本理論方法，包括各類誤差分布與精度指標、誤差傳播率與定權。

2）平差方法，包括條件平差、間接平差等平差函數(shù)模型與估計準則、誤差橢圓。

3）近代平差，主要包括平差系統(tǒng)的統(tǒng)計假設檢驗、抗差估計等[5]。

2.2 教學現(xiàn)狀

《測量平差基礎》公式復雜繁多、推導過程復雜、教學板書量大。想要完整推導出某個原理，可能需要板書幾個版面，首尾不能同時展現(xiàn)，影響系統(tǒng)講解的效果，同時又因板書時間過多而導致授課效率不高。因此，現(xiàn)代多媒體教學成為大多數(shù)教師常用的一種手段。但通過實際調研分析，這種教學手段效果差強人意，主要問題有：

1）多媒體教學信息量大，缺乏必要的推算過程，講課速度快，學生反應相對緩慢，給學生帶來理解和掌握上的困難。

2）師生之間交流太少，教師不能及時了解學生理解和掌握課程內容的情況，不能調動課堂氣氛。

此外，該課程的學時數(shù)一直被壓縮，但習題量又較大，習題課占據(jù)了較多學時。因此應根據(jù)課程的特點，將重要知識點及其推導過程做成微課的形式讓學生在課前學習，并以任務的形式布置相關習題，將課堂時間留給師生交流，針對問題進行討論，提高教學質量。

3 基于微課的翻轉課堂教學模式

通過對現(xiàn)有的翻轉課堂模式調研，在分析微課特點和翻轉課堂應用方法的基礎上[6]，針對《測量平差基礎》課程特點，本文設計了一種基于微課的《測量平差基礎》翻轉課堂教學模式。該模式主要由3部分組成：課前知識傳播、課中知識內化、課后反思[7]。

3.1 課前知識傳播

課前知識傳播是翻轉課堂的重要步驟。老師在課前需要根據(jù)教學目標制作微課并為學生設計學習任務單；學生在課前需要按照任務單進行自學，重點對微課中的知識點進行理解。

1）教學目標制定與知識分解。根據(jù)《測量平差基礎》教學目標，結合教學內容，對課程進行逐層分解，確定哪些內容需采用探究式教學，哪些內容直接講授。例如，整個課程第一層可以分解為誤差理論基礎、平差方法、近代平差；第二層平差方法又可以細分為條件平差、間接平差、附有限制條件的間接平差等8個微單元。

2）微課制作。微課制作要點：①明確微課教學內容，確定微單元的知識點和重難點；②對教學材料進行歸納整理、搜集各種相關素材；③嚴格控制時間，每節(jié)微課的時長不要太長，最好控制在15 min以內；④教學過程結構設計。

3）自學任務單設計。自主學習任務單就是學生課前自學要完成的任務，任務單包含學習的目的、任務、問題設計、相關習題練習、問題總結等。

4）學生課前自學。學生根據(jù)任務單學習教材上的知識點，對應微單元觀看微課，然后對觀看的微課單元里的知識進行梳理和總結，完成配套的課堂練習，將疑難點進行記錄總結供課堂交流。

3.2 課中知識內化

完成課前知識傳播后接著是課內知識強化環(huán)節(jié)，這是翻轉課堂教育過程的核心。該環(huán)節(jié)主要包括重難點分析和交流討論。

重難點分析針對學生在學習過程中遇到的問題進行交流討論、難點解答，進而幫助學生填補知識空缺，構建知識架構。例如條件平差公式推導、必要觀測數(shù)的確定、以不同觀測要素為觀測值的條件方程都是條件平差章節(jié)中的重難點。針對這些知識點設計相應問題，結合學生在觀看微課視頻或做課后練習時發(fā)現(xiàn)的問題綜合確定課內講授的內容。

交流討論是針對設立的問題進行課堂內互動。這一環(huán)節(jié)可以根據(jù)學生總結的問題將學生分成多個小組進行交流討論，小組間也可交叉討論，最后教師選擇適當?shù)臅r機參與其中為學生講解。通過討論實現(xiàn)相關知識的內化，使學生深入掌握《測量平差基礎》的理論，并能實際應用。

3.3 課后反思

課后反思是提升教學質量的重要環(huán)節(jié)，教師通過學生課前學習、課內討論的情況，及時調整教學計劃，完善教學方法。此外，還需要通過訪談等方式獲得相關反饋信息，對微課進行改進。學生通過反思課前學習遇到的問題以及課上的討論過程，促進對相關內容的理解。

4 結 語

翻轉課堂作為一種全新的教學模式，得到了廣泛的認可與應用，但在應用過程中發(fā)現(xiàn)一些不足，如重點不突出、學生參與的積極性不高等。微課可以針對教學重點進行設計，教學互動性強，將微課與翻轉課堂結合應用于《測量平差基礎》教學能夠提高學生的積極性，充分利用課堂時間增加教學互動，確保順利完成教學目標。目前，微課和翻轉課堂在國內還處于發(fā)展初期，需要結合不同學科的特點進行改進與完善。隨著這種教學模式日趨成熟，最終會為提高高等教育教學水平提供堅實的基礎。

[1] 邱衛(wèi)寧,陶本藻,姚宜斌.誤差理論與測量平差基礎精品課程的建設與實踐[J].測繪工程,2011,20(1)：77-80

[2] 張金磊,王穎,張寶輝.翻轉課堂教學模式研究[J].遠程教育雜志,2012(4)：46-51

[3] 胡鐵生.微課——區(qū)域教育信息資源發(fā)展的新趨勢[J].電化教育研究,2011,10(10)： 61-65

[4] 潘雄.“測量平差基礎”課教學探討[J].中國地質教育,2006,15(4)：121-123

[5] 胡圣武,陳艷玲.新形勢下《測量平差基礎》課程內容的改革[J].地理空間信息,2014,12(1)：166-169

[6] 汪巖.微課支持下的翻轉課堂模式設計研究[J].中國教育技術裝備，2014(10)：39-41

[7] 凡妙然.基于MooC的翻轉課堂在高校教學中的應用[J].軟件導刊,2014(9)：47-50

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1672-4623（2016）08-0100-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.08.034

孫杰，博士，講師，現(xiàn)主要從事攝影測量與遙感方面的應用工作。

2015-05-22。

項目來源：中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金資助項目（CUG120832）。